驻波激励SBS脉冲压缩性能研究

发布时间：2017-06-25 19:13

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【摘要】：自激光问世以来,激光的应用越来越广泛,其应用领域的划分也越来越细从波长上分可以分为纳秒量级,皮秒量级以及两者之间的百皮秒量级,其中的百皮秒激光脉冲的应用变得越来越多,例如:百皮秒高功率光纤放大,冲击点火的新方式等,对百皮秒激光脉冲都提出了比较大的需求。一般来讲,现在的百皮秒脉冲的主要来源就是利用放大器进行放大,这样会使得能量有较大的损失。之后,又有研究发现,可以通过布里渊散射来得到百皮秒量级脉冲激光,其操作比较简单,成本也比较低,还能通过相位共轭的原理来消除波前畸变,从而得到比较高的质量的激光脉冲。但这种方法也存在相应的问题,那就是这种压缩激光脉冲的方法不太稳定,尤其是在初相位上,有很大的波动,能量也必然会随之波动。后来有学者提出了新的驻波激励SBS脉冲压缩的方案,理论上可以获得稳定的压缩激光脉冲。此次课题的主要研究内容就是系统的研究,讨论驻波激励SBS脉冲压缩性能的影响因素。此课题基于这样一种理论:在一般的单池噪声场激发SBS基础上,为其介质池后加上一个反射镜,以此形成脉冲驻波,再利用驻波脉冲去激励SBS的形成。由于驻波脉冲的相位是稳定的,那么理论上,由驻波脉冲激发的SBS声波场即是稳定的,最终获得的SBS压缩脉冲就是稳定的。对于此次课题的研究分为三个步骤:一是,在理论上对驻波激励SBS做出解释,并给出可以用于计算的方程式,即,驻波脉冲激励SBS对应的耦合波方程组;二是,对上述的耦合波方程组离散化求解之后,再利用MATLAB对其进行波形仿真,探究泵浦光输出,介质的声子寿命以及增益系数等一系列影响因素对Stocks光脉宽,能量转换效率的影响规律;三是,通过实验来探究仿真是否与实际情况相符并加入了对脉宽稳定性的测量,同时还要探究透镜的摆放位置对这些压缩性能指标的影响。
【关键词】：百皮秒 SBS 驻波激励 脉冲压缩性能
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN24
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 论文研究的目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究进展9-15
• 1.2.1 SBS脉冲压缩研究进展9-13
• 1.2.2 SBS相位控制研究进展13-15
• 1.3 目前存在的问题15
• 1.4 本论文的主要研究工作15-17
• 第2章 驻波激励SBS脉冲压缩的物理模型和数值模型17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 建立脉冲驻波激励SBS脉冲压缩物理模型17-18
• 2.3 建立驻波激励SBS脉冲压缩的理论模型18-22
• 2.3.1 利用波动方程推导驻波激励的耦合波方程18-19
• 2.3.2 驻波激励的声波场方程19-21
• 2.3.3 整理计算得到方程组21-22
• 2.4 驻波激励耦合波方程组的数值求解22-27
• 2.4.1 驻波激励声波场方程的数值求解22-26
• 2.4.2 驻波激励电场耦合波方程组的数值求解26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 对声波场以及Stocks光的数值模拟28-48
• 3.1 引言28
• 3.2 驻波脉冲的近似以及声波场的分析28-34
• 3.2.1 驻波脉冲的正弦近似28-30
• 3.2.2 驻波脉冲的线形近似30-33
• 3.2.3 对声波场进行估算33-34
• 3.3 驻波激励Stocks光脉宽的影响因素34-41
• 3.4 能量转换效率的影响因素41-44
• 3.5 反射率对压缩性能的影响44-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 驻波激励SBS脉冲压缩试验48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 驻波激励SBS脉冲压缩试验48-52
• 4.2.1 驻波激励SBS脉冲压缩试验装置介绍48-49
• 4.2.2 共焦系统的计算49-52
• 4.3 实验条件52-53
• 4.4 实验结果及其分析53-59
• 4.5 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-67
• 致谢67

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本文编号：483262